Engpasstheorie: engpassorientierte Fertigungssteuerung mit Drum-Buffer-Rope

Warum das wichtig ist

Die Engpasstheorie richtet sich auf die Bedingung, die das Erreichen des Systemziels begrenzt. Die in dieser Lektion behandelte Bedingung ist die Fertigungsressource, deren Kapazität gegenüber dem geforderten Fluss begrenzt ist. Dass jede Station mehr produziert, bewirkt nicht, dass das System mehr geeignete Produkte liefert. Vor dem Engpass zu viel zu produzieren, kann Warteschlangen erzeugen; hinter dem Engpass schneller zu werden, erhöht den Ausgang nicht, wenn keine Versorgung ankommt. Der Entscheidungspunkt ist deshalb nicht allein der Auslastungsprozentsatz einer Ressource. Welche Ressource den gesamten geeigneten Ausgang begrenzt, wie sie versorgt wird und aus welchen Gründen sie Zeit verliert, wird gemeinsam untersucht. Der Engpass ist kein fester Titel, der einmal vergeben und vergessen wird; bei geänderter Produktmischung und Kapazität wird er neu bestätigt.

In der Ordnung Drum-Buffer-Rope repräsentiert die Drum den umsetzbaren Rhythmus des Engpasses. Der Buffer ist der definierte Schutz, der verhindern soll, dass Schwankungen vor dem Engpass diesen sofort unversorgt lassen. Das Rope ist die Regel, die bindet, wann den vorgelagerten Prozessen neue Arbeit gegeben wird. Diese drei Teile müssen zusammenwirken. Nur einen Pufferbereich abzutrennen und die Freigabe unbegrenzt zu lassen, verhindert das Wachsen der Warteschlange nicht. Nur den Engpass zu beschleunigen, nützt nichts, wenn kein geeignetes Produkt ankommt. Rhythmus der Drum, Umfang des Buffers und Auslöser des Ropes werden innerhalb einer gemeinsamen Produkt- und Zeitgrenze definiert. Das Bild ersetzt die physischen Rechnungen nicht; jeder Teil muss einem beobachtbaren Ereignis entsprechen. In der gängigen Definition umfasst der Engpass-Zeitpuffer die gesamte geschützte Zeit von der Freigabe bis zum geplanten Beginn am Engpass. Die hier genannten 20 min sind dagegen nur das Zielwarten vor dem Engpass; mit 10 min Erreichungszeit beträgt das gesamte Freigabeintervall 30 min. Ohne diese Trennung lassen sich die Zahlen der beiden Definitionen nicht gegeneinander austauschen.

Wird der Puffer in Zeit gewählt, hängt seine Stückdeckung von der Verbrauchsrate des Engpasses ab. Dieselbe Menge trägt bei verschiedenen Raten unterschiedlich viel Zeitschutz. Auch die Schutzzeit ist keine Garantie, alle Verzögerungen zu überstehen. Es muss erklärt werden, welche Unsicherheit sie abdecken soll. Befinden sich vor dem Engpass ungeeignete Produkte, bieten sie keinen Versorgungsschutz; sie belegen nur Platz. Unterscheidet sich bei Produktmischungen die Engpasslast je Produkt, kann eine einzelne Stückzahl unzureichend sein. Die schlichte Rechnung dieser Lektion nimmt geeignete Produkte gleicher Last an, die sich in die gemeinsame Engpassrate umrechnen lassen. In einem komplexeren Fall muss die Zeitdeckung des Puffers am Engpass gemeinsam mit den Produktlasten berechnet werden.

Das Rope bindet die Fertigungsfreigabe an den tatsächlichen Bedarf und verhindert, dass Ressourcen außerhalb des Engpasses unnötigen Bestand erzeugen. Statt die scheinbar leere Ressource ständig laufen zu lassen, soll die nötige Arbeit zur richtigen Zeit eintreffen. Dieser Ansatz sagt nicht, dass Beschäftigte beschäftigungslos bleiben müssen; mit der Freigabe trennt er die nützlichen Unterstützungsarbeiten der Ressourcen ab. Rüst-, Prüf- und Instandhaltungsarbeiten können innerhalb ihrer sicheren Grenzen geplant werden. Mengen, die der Engpass nicht verbraucht, zu produzieren und zu lagern, gilt jedoch nicht als automatischer Erfolg. Übersteigt der Bedarf die Engpasskapazität, verlangt das Problem eine Liefer- und Kapazitätsentscheidung. Der Puffer kann eine dauerhafte Kapazitätslücke nicht ewig decken; vorübergehender Schutz und nachhaltige Fertigungsrate sind getrennte Ergebnisse. Abbildung, Beispiel, Gegenbeispiel und die kurzen Quizzahlen dieser Lektion gehören zu den Schulungsdaten. Dieser Datensatz wurde zu Schulungszwecken synthetisch erzeugt; er stellt keinen realen Betrieb, keine Beschäftigten und keine Kundenstudie dar.

Formel